سازه های غشایی که سازه های چادری یا سازه های پارچه ای نیز نامیده می شود، زیرمجموعه ای از سازه های فضایی هستند و به دلیل سبکی، شفافیت و انعطاف در خلق فرم های زیبا و بدیع، گسترش روزافزونی در ساخت بناهایی با عملکردهای مختلف تجاری، اداری، ورزشی و... یا به شکل سایه بان در فضاهای عمومی وشهری داشته اند.

ویژگی های سازه های چادری

ویژگی های مذکور ارتباط مستقیم با خواص مواد سازنده غشاهای این نوع سازه ها دارد. ساخت و تولید مواد کامپوزیت از الیاف و پلیمرها با طیف وسیعی از خواص فیزیکی، مکانیکی و سازه ای امکانات متعددی را پیش روی طراحان قرار داده است. این مواد دارای تفاوت هایی در اندازه، وزن و خواصی نظیر مقاومت گسیختگی، مقاومت در برابر ترک خمشی، انتشار آتش، گسترش پارگی و همینطور درجه شفافیت، دوام و ضمانتی که کارخانه سازنده می دهد، می باشند؛ بنابراین شناخت این ویژگی ها و تفاوت ها جهت انتخاب ماده مناسب از سوی طراحان و مهندسین، امری ضروری می نماید.

تاریخچه سازه چادری

اولین بنای واقعی معماری با این نوع سازه توسط ولادیمر شوخوف طراحی شد که وی تمامی محاسبات کاربردی تنش ها و تغییر شکل های حاصل از تنش ها را توسعه داد و پس از آن آنتونیوگائودی با معکوس کردن یک ساختار فشاری یک ساختار معلق کششی به دست آورد که درکلیسای ساگرافمیلیا از آن استفاده کرد. و پس از آن فرای اتو از این سازه در سقف استادیوم المپیک مونیخ۱۹۷۲ استفاده کرد.

ایران نیز دارای پیشینه بسیار غنی در مورد چادر و سازه های چادری است که بقایای آن هنوز در میان عشایر و کوچ نشینان دیده می شود.

طراحی سازه های چادری

طراحی ساختمان با سازه چادری با طراحی ساختمان های ساده بسیار متفاوت می باشد. درطراحی این سازه ها نمی توان ابتدا پلان بنا را کشید و سپس آن را اجرا کرد. در این نوع سازه ها، درگام اول طرح اولیه ای متناسب با عملکرد ارائه می شود، درگام بعدی با ساخت ماکتی شکل کلی آن را پیدا می کنند و سپس به تحلیل کلی سازه می پردازند و در نهایت تمامی جزئیات سازه را طراحی می کنند. به فرایندی که منجر به طراحی پوشش چادری می شوداصطلاحا form finding اطلاق می شود. امروزه این کار توسط نرم افزارهای تخصصی طراحی سازه چادری انجام می شود.

مراحل پیاده سازی و نکات فنی سازه های چادری

طراحی اولیه و فرم یابی: در طراحی سازه های پارچه ای می بایست چهار عامل مورد توجه قرار گیرد و با توجه به عملکرد و نیروهای وارده، فرم مناسب جهت پارچه را به دست آورد.

طراحی و اجرای فنداسیون: بخشی از سازه پارچه ای است که وظیفه انتقال نیرو از ستون ها به زمین و خاک اطرافش را بر عهده دارد بر اساس نوع سازه پارچه ای و میزان نیروهای وارده، بافت لایه ها، نوع خاک زمین و شرایط آب و هوایی منطقه، می توان تیپ و ابعاد شالوده را انتخاب و مشخص کرد. ابعاد پی ها به میزان برف و وزش باد و نوع خاک محل بستگی دارد.

طراحی الگو و جوش پارچه: پارچه های مورد استفاده در این سازه ها، طی یک پروسه صنعتی تولید می شود و در تولید آن از مدرن ترین تکنولوژی ها و استانداردها استفاده می شود. برای تولید پارچه های روکش دار باید استانداردهای لازم در تمام مراحل از مرحله تولید الیاف تا بافت و اتصال روکش، رعایت شود.

طراحی و ساخت سازه: بخش دیگری از سازه های پارچه ای، عناصری هستند که وظیفه انتقال بار غشا به فنداسیون و سپس زمین را برعهده دارند. این عناصر به طور عمومی سازه نامیده می شوند. سازه ها در این سیستم به صورت دیرک های خارجی، کابل های معلق و دیرک های داخلی هستند.

رنگ آمیزی و بسته بندی: یکی دیگر از مراحلی که در فرایند ساخت سازه های پارچه ای و غشایی طی می شود، رنگ آمیزی سازه و اتصالات می باشد . به علت نمایان بودن سازه و اتصالات در سایبان مدرن، زیبایی و ظرافت در سازه و اتصالات از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

طراحی و ساخت اتصالات: به دلیل تنش های بالای ناشی از پیش تنیدگی و نیز بارگذاری سازه های غشایی، در لبه ها و مرزهای غشا، این قسمت ها نیاز به طراحی و مقاوم سازی ویژه دارند.

انتخاب تجهیزات نصب: در نصب سازه های غشایی به دلیل نحوه نصب پارچه، که نیاز است به تدریج و به صورت یکنواخت و از تمامی تکیه گاه ها، به پیشتنیدگی نهایی خود برسد، می بایست از نیروهای متخصص در این ضمینه به همراه تجهیزات مناسب برای این امر استفاده کرد.

نصب و تحویل پروژه: تیم اجرایی با پیشرفته ترین تجهیزات نصب و ایمنی و با استفاده از نیروی های آموزش دیده و مجرب سعی بر آن دارد که پروژه های این شرکت طبق نقشه های اجرایی را در کمترین زمان و با کیفیت به اتمام برساند.

فرم های سازه های کششی

برای انتقال نیروهای عمود بر سطح پارچه مانند بار باد به سمت بالا و بار برف به سمت پایین می بایست در سطح پارچه انحناهایی عمود بر هم ایجاد کرد. در ریاضیات فضایی به سطوحی که در هر نقطه دو انحنای عمود بر هم داشته باشند سطوح آنتی کلاسیک گفته می شود. سطوح انتی کلاستیک انواع متفاوتی دارند که در ادامه به بررسی ۳ نوع از آن ها که بیشتر در سازه های پارچه ای کاربرد دارد خواهیم پرداخت. به جرات می توان ادعا کرد تمامی سازه های پارچه ای ایجاد شده در جهان ترکیبی از این سه نوع رویه کلی تشکیل شده اند.

سطح زین اسبی (Hyperbolic):

در این نوع از سطوح بار وارده از طریق گوشه انتقال پیدا می کند. در این نوع سطوح دو گوشه به سمت پایین و دو گوشه به سمت بالا خواهد بود. گوشه های پایین نیروهایی به سمت بالا و گوشه های بالا نیروهایی به سمت پایین را انتقال خواهند داد.

خیمه (Conic):

در این نوع از سطوح با استفاده از انحنا در سطح پارچه نیروها به دو سمت سطح انتفال پیدا می کند. این نوع از سطوح سال های زیادی است به عنوان سطوح باربر خیمه های موقت نیز کاربرد دارد. در این فرم تمامی بارها به سمت لبه پایینی و بالایی رویه انتقال پیدا کرده و در نهایت از طریق اتصال به زمین یا ستون های میانی رویه مهار می شود.

آرک (Arch):

رویه آرک شباهت بسیار زیادی با زین اسبی دارد با این تفاوت که گوشه های بالا و پایین در کنار همدیگر قرار گرفته اند. این فرم از رویه در گذشته برای انتقال بار در سقف های سنتی طاق ضربی استفاده شده است.

مزایای سازه های غشایی

دوام وطول عمربالا در شرایط جوی مختلف، برای متریال های مرغوب پارچه تا 35 سال

در هنگام آتش سوزی، باعث کاهش گسترش آتش سوزی می شود

می توان آن را متناسب با شرایط جوی هراقلیم طراحی کرد

سرعت اجرا بالا

وزن متوسط

دارای سطحی براق وصیقلی مناسب برای انعکاس اشعه های آفتاب وسایه اندازی خوب

انواع دوخت

بر خلاف مصالح ساختمانی سنتی از قبیل آجر، سنگ و بتن، سازه پارچه ای کششی به طور کامل از قبل در کارگاه ساخته می شود و در محل به مشتری تحویل می شود و هیچ گونه فعالیت عمرانی در محل انجام نمی شود. در نتیجه کارگاه دوخت پارچه کششی سالن هایی با متراژهای بزرگ چند صد متری هستند تا بتوانند پارچه کششی مورد نیاز یک سازه غشایی را بدوزند. به علت تنوع پارچه های کششی و تنوع مصارف مختلف آن ها می توان از روش های گوناگونی برای برش و دوخت پارچه کششی استفاده کرد، اتصال پارچه کششی باید به نحوی انجام گردد که تنش و کشش یکپارچه به طور یکنواخت به تکه پارچه کناری منتقل شود و موج یا پارگی بر روی آن اتفاق نیفتد، به طور کلی ما سه روش اصلی برای اتصال پارچه های کششی به یکدیگر داریم :

چسب پارچه
دوخت صنعتی
جوش پارچه

رفتارسازه ای

سازه چادری ازجمله سازه هایی است که فرم سازه دقیقاً منطبق با عملکرد سازه می باشد. با طراحی این سازه ها به صورت یک سازه کابلی با انحنای مضاعف توانایی باربری وطول عمر این سازه ها بسیار بالا می رود

تمیز کردن سازه چادری

تمیز کردن سازه چادری در دوره های مختلف امری ضروری است. با تمیز کردن سازه پارچه ای می توانیم عمر سازه را طولانی تر کنیم چرا که با این کار هر مشکل و آسیبی که سازه چادری داشته باشد به راحتی دیده می شود و می توانیم آن را مرتفع نماییم.

شرایط نگهداری سازه چادری چیست؟

پارچه کششی از لایه های کامپوزیتی ساخته شده است . این لایه ها شامل پلی استرو روکش PVC و … اند. پارچه کششی مقاومت بالایی در برابر عوامل جوی همچون وزش باد، تابش نورخورشید و بارش باران دارد. به علاوه در برابر میکروب و قارچ، گرد و غبار و آلودگی های گوناگون مقاوم است.

نگهداری سازه پارچه ای به کارهای زیر محدود می شود:

کنترل سازه چادری به صورت ویژه یا ماهانه
تمیز کردن سازه چادری به صورت ویژه یا ماهانه

زمان تکرار ، نگهداری و تعمیرات و کنترل ها بستگی به موارد زیر دارد:

پارچه کششی در چه موقعیتی قرار داشته باشد: پارچه های کششی نصب شده در شیب تند، گرد و غبار کمتری نسبت به پارچه های کششی نصب شده به صورت افقی به خود می گیرند.

پارچه از نظر شرایط آب و هوایی( باد، باران، تگرگ و برف ) و تماس سطح پارچه با آلودگی های دیگر در چه وضعیتی باشد. میزان قرار گرفتن پارچه در برابر گرد و غبار (خاک شدید) چه مقدار باشد.

منبع: https://sainats.com

کانال عصر ایران در تلگرام

تماشاخانه